Номер 5, страница 86 - гдз по физике 7 класс контрольные и самостоятельные работы Громцева

Глава 4. Работа и мощность. Энергия. Самостоятельные работы. СР-45. Рычаги в технике, быту и природе. Вариант № 2 - номер 5, страница 86.

Решение.

Решение

Процесс ломания спички можно описать с точки зрения физики, используя понятие рычага и момента силы. Чтобы сломать объект, необходимо создать в нем механическое напряжение, превышающее его предел прочности. При изгибе это достигается за счет создания достаточного изгибающего момента силы.

Момент силы ($\text{M}$) равен произведению силы ($\text{F}$) на плечо ее приложения ($\text{l}$), то есть на расстояние от точки опоры до точки приложения силы:

$M = F \cdot l$

1. Когда мы ломаем целую спичку, мы держим ее пальцами на достаточно большом расстоянии друг от друга. Это расстояние и есть плечо рычага. Благодаря большой длине плеча ($\text{l}$) нам требуется приложить относительно небольшую силу ($\text{F}$), чтобы создать момент, достаточный для излома спички.

2. Когда мы пытаемся сломать половинку спички, ее длина в два раза меньше. Соответственно, максимальная длина плеча рычага ($l'$), которую мы можем создать, удерживая ее пальцами, также значительно уменьшается. Чтобы создать тот же самый изгибающий момент, необходимый для излома, при меньшем плече ($l'$) приходится прикладывать значительно большую силу ($F'$).

Таким образом, сложность заключается в необходимости приложить гораздо большую силу к короткому объекту для достижения того же ломающего момента.

Ответ: Разделить полученную половинку спички на две части значительно труднее, потому что из-за ее малой длины уменьшается плечо силы (плечо рычага). Чтобы создать такой же ломающий момент, как и для целой спички, к короткому плечу необходимо приложить гораздо большую силу.